KASAGI Teruhiro

山口東京理科大学工学部3学科（機械工学科・電気工学科・応用化学科）の1年生向けに「物理学及び演習」（応用化学科は「物理学II及び演習」）として開講している電磁気学分野の入門的講義において，著者らが2022年度第IV期にそれぞれ担当したクラスの受講生に対し電磁気学についての概念調査(BEMA)のプレテスト及びポストテストを実施した結果に関して報告する。これは， 2019年度に2クラスのみで実施した調査の拡大版に相当する。本調査の問題は全問選択式の出題形式であり，オリジナル[Chabay-Sherwood(1997)］は英語で書かれているが，そのH本語版［土佐幸子訳(2014)］を使用した。ここでは，この調査のプレテスト・ポストテストの採点結果について統計的に処理し， 2019年度の結果との比較や学科依存性，入試形態依存性等の解析をする。さらに， BEMAを多次元項目反応理論で解析した文献[Hansen-Stewart(2021)]に具体的に記載されている2つのモデルを本調査の回答データに適用して解析する。以上の解析結果をまとめて報告し，コメントを述べる。

The reflection and transmission characteristics of granular composite materials containing Cu or Ag-coated Cu flake-shaped particles were investigated by measurement in free space and by calculation based on transmission line theory. The negative permittivity spectra, which characterized the permittivity properties of metals, were observed in the Cu and Ag-coated Cu flake composites with particle contents above the percolation threshold Φc. For the Cu and Ag-coated Cu flake composites below Φc. the measured absolute values of the reflection coefficient |Γ| and the transmission coefficient ITI increased and decreased with increasing frequency, respectively. The Ag-coated Cu flake composite aboveりcexhibited metallic reflection and transmission characteristics with |Γ| > 0.9 and ITI < 0.1; these characteristics of the Ag-coated Cu flake composite agreed with the calculated results based on transmission line theory. Meanwhile, the measured values of |Γ| and ITI for the Cu flake composites above Φc tended to deviate from the theoretical values due to changes in electrical conductivity.

We evaluated the reflection and transmission characteristics in the microwave region of metal granular composite materials containing flaky Cu particles, flaky Ag-coated Cu particles, and acicular FeCo nanoparticles as anisotropic shape particles. In the flaky Cu particle composite and the flaky Ag-coated Cu particle composite, a significant jump of the ac conductivity σ with the particle content was observed at the percolation threshold φc at 4 and 3 vol.%, respectively; the σ of composites with particle content above φc showed a value above 10-1 S/cm. The 6 vol.% flaky Ag-coated Cu particle composite exhibited metallic reflection and transmission properties. On the other hand, the 6 vol.% flaky Cu particle composite showed a tendency for the transmission coefficient to decrease and the reflection coefficient to increase with increasing frequency. For the acicular FeCo nanoparticle composites, the electrical conductivity was low and the permeability was not affected by eddy currents even in the GHz range. The 49.9 vol.% acicular FeCo nanoparticle composite exhibited the frequency dispersion of permeability by magnetic resonance at several GHz, and the 10 vol.% composite showed slight absorption above 10 GHz.

山陽小野田市立山口東京理科大学工学部l年次の力学の授業(2021年度）において，力学概念調査(Force Concept Inventory:FCI)を実施した。FCIは，基本的な力学概念に関する30の間で構成されており，本調査では日本語版FCI（第2版，石本ら(2011)）を使用した。調査は，本授業の初回時にプレテスト，最終回にポストテストを実施し， いずれのテストも同一のFCI間題を使用した。ここでは，FCIプレテスト・ポストテストの得点結果を示し，受験者全体の 授業開始時点での力学概念の理解度，及び授業後のその変化について報告する。また，調査結果の解析から明らかと なった学生が持つ誤概念の実態についても示す。

山陽小野田市立山口東京理科大学工学部１年生向けに開講している電磁気学の入門的講義において，電磁気学についての概念調査（Brief Electricity and Magnetism Assessment，BEMA）を実施した結果を報告する。本調査の問題は全問選択式の出題形式であり，ここではBEMA［Chabay-Sherwood（1997）］の日本語版［土佐幸子訳（2014）］を使用した。調査対象は，筆者らがそれぞれ授業を担当した成績上位クラスと下位クラスである。最初の授業時にプレテストを実施し，通常の授業の最後（定期試験の直前）にポストテストを実施した。ここでは，この調査のプレ・ポストテストの採点結果を統計的に処理し，BEMA の有効性を論じた文献で報告されている調査実施の解析例と比較する。さらに，本講義の中間試験（電気分野）と定期試験（磁気を含む分野）の採点結果との相関を調べ，その解析結果をまとめて報告する。

電磁環境対策材への適用を目的に金属磁性粒子を樹脂中に分散させた粒子分散複合材料の電磁気特性について検討を行っている。分散粒子の形状は高周波電磁気特性に影響を与えることから，その機構を明らかにすることは電磁環境対策材を構成する上で重要な課題である。今回，異方的形状を有する針状Fe76Co24ナノ粒子とポリカーボネートを混合した針状FeCoナノ粒子分散複合材料の高周波透磁率について検討した。針状FeCoナノ粒子複合材料の比透磁率は10GHz 付近で周波数分散を示し，分散周波数は粒子濃度の低下とともに高周波へシフトした。比透磁率の粒子濃度依存についてマクスウェル－ガーネット近似（MGA）を用いて解析した結果，高周波透磁率は，粒子内に生じる反磁界の影響を強く受けていることが分かった。